Imán de 18 toneladas se dirige a Nueva York

Pedro Donaire
Bitnavegantes
sab, 17 ene 2015 11:08 CET

Imagina un enorme imán, como un IRM (Imagen por Resonancia Magnética) con una cámara central de unos 2,74 metros, suficiente para dar cabida a un elefante africano.Los físicos del Laboratorio Nacional de Brookhaven del Departamento de Energía de EE.UU. necesitan este extraordinario imán para su próximo experimento. Y por suerte, los físicos del SLAC National Accelerator Laboratorytienen uno a mano. 

Ilustracion cortesía del Laboratorio de Brookhaven.

Ahora bien, en vez de mirar al animal terrestre más grande del mundo, este imán apunta a la estructura interna de algo mucho más pequeño: el núcleo atómico. 
Los investigadores del Relativistic Heavy Ion Collider en Brookhaven (RHIC) se especializan en investigaciones subatómicas, rompiendo los átomos y haciendo el seguimiento de la lluvia de restos resultante. Los científicos del RHIC han estado escudriñando los datos de los núcleos en colisión durante 13 años, pero para llegar aún más profundo necesitan mejorar la tecnología de su detector. Ahí es donde entra el enorme imán cilíndrico. 

© Andy Freeberg
SLAC National Accelerator Laboratory

"La dificultad técnica en la fabricación de un imán así es asombrosa", afirma David Morrison, físico del laboratorio de Brookhaven, y co-portavoz de PHENIX, uno de los dos experimentos principales de RHIC. "La tecnología puede ser similar al IRM (un superconductor solenoide con un hueco central) pero mucho más grande y completamente personalizado. Estos imanes se ven muy simples desde fuera, pero su estructura interna contiene una ingeniería muy sofisticada. No se puede pedir una de estas bestias por catálogo."

La mejora de este detector propuesto, llamado sPHENIX, impulsó la búsqueda de este imán difícil de conseguir. Después de evaluar los imanes de los laboratorios de física de todo el mundo, la colaboración PHENIX encontró el candidato ideal. 

En el SLAC de California, con sus 18.144 kg. recién terminaban de una brillante ejecución experimental. Este imán solenoide en particular, de grueso hueco y aproximadamente 3,5 m. de ancho por 3,9 de largo, fue instalado en el corazón de un detector del experimento BaBar del SLAC, el cual exploró la asimetría entre materia y antimateria entre 1999 y 2008. 

© Andy Freeberg
SLAC National Accelerator Laboratory.

"Nosotros desmontamos el detector y la mayoría de las partes ya han ido al depósito de chatarra", comenta Bill Wisniewski, que era subdirector de SLAC Particle Physics y director de Astrofísica, y estuvo estrechamente involucrado en la planificación de la mudanza. "Es un placer ver que el componente principal de un detector, el solenoide, se puede reutilizar." El iman ya está de camino al campus de Brookhaven en New York. 

"Las partículas que se unen y constituyen la mayor parte de la materia visible del universo siguen siendo bastante misteriosas", apunta el co-portavoz de PHENIX, Jamie Nagle, físico de la Universidad de Colorado. "Hemos hecho avances extraordinarios en el RHIC, pero el imán de BaBar nos llevará aún más lejos. Estamos agradecidos por esta oportunidad y emocionado de ver cómo damos forma al futuro de la física nuclear."

Referencia: SymmetryMagazine.org ."20-ton magnet heads to New York"por Justin Eure, 16 de enero 2015

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Crean el imán de un solo polo, un sueño de la Física Buscado en la naturaleza desde hace 85 años sin resultados, físicos han conseguido detectarlo por fin en laboratorio

HEIKKA VALJA

Ilustración artística del monopolo magnético sintético

Buscado en la naturaleza desde hace 85 años sin resultados, físicos han conseguido detectarlo por fin en laboratorio

Todos los imanes tienen dos polos, el norte y el sur. Aunque partiéramos uno en mil pedazos, incluso a un nivel atómico, cada pedazo infinitesimal mantendría los dos polos de forma invariable. Sin embargo, hace casi 85 años, un pionero de la física teórica, Paul Dirac, predijo la existencia en el Universo de algo que parece imposible,partículas con un solo polo magnético, llamado monopolo (el norte sin el sur, o viceversa). Desde entonces, científicos de todo el mundo han tratado de encontrarlas sin ningún resultado, incluso en rocas lunares o antiguos minerales fosilizados. Ahora, un equipo del Amherst College (EE.UU.) y la Universidad de Aalto (Finlandia) ha creado en laboratorio el primer monopolo del mundo. El logro, publicado en la revista Nature, allana el camino para la detección de estas partículas en la naturaleza, lo que, según los físicos, sería un desarrollo revolucionario comparable con el descubrimiento del electrón.

«La creación de un monopolo magnético sintético puede proporcionarnos una visión sin precedentes del monopolo magnético natural, si es que existe», dice David S. Hall, de Amherst. En lugar de buscarlo en la naturaleza, los físicos crearon e identificaron los monopolos magnéticos sintéticos en un campo magnético artificial generado por un condensado de Bose-Einstein, un gas atómico extremadamente frío cercano al cero absoluto.

Después de resolver muchos problemas técnicos, el equipo se vio recompensado con las fotografías que confirmaban la presencia de los monopolos en los extremos de pequeños remolinos cuánticos dentro del gas ultrafrío. Según Hall, el resultado demuestra experimentalmente que las estructuras predichas por Dirac existen en la naturaleza.

Superconductores

Hall cree que la investigación puede ayudar en el desarrollo y la comprensión de nuevos materiales, como superconductores de alta temperatura para la transmisión sin pérdidas de la electricidad. También proporciona una base más sólida para las búsquedas actuales de monopolos magnéticos en el famoso Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear. Modelos teóricos previos que describen el período justo después del Big Bang predicen que deberían ser bastante comunes, pero un modelo especial para la expansión del Universo que se desarrolló más tarde explicó la extrema rareza de estas partículas.

«Este es un descubrimiento increíble. Poder confirmar el trabajo de uno de los físicos más famosos es probablemente una oportunidad única en la vida», asegura Michael Ray, autor principal de la investigación.

Los investigadores David Hall y Michael Ray

AMHERST COLLEGE

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